自然科学名家名作中的为什么
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青蛙腿怎样引发了一场电学革命?

《电对肌肉运动的作用》是意大利解剖学家、生物学家伽伐尼于1780年所写的一篇著名论文。物理学家伏打受这篇论文的启发,于1799年发明了著名的伏打电池。伏打电池具有很大的实用价值,引起了电学的一场革命,开拓了电学研究的新领域。

1780年的一天,意大利波洛尼亚大学解剖学教授、生物学家伽伐尼,像往常一样在实验室解剖青蛙,对青蛙肌肉的生理作用进行实验研究。伽伐尼把青蛙剥了皮,切下蛙腿,放在实验桌的电机旁,又忙着做其他的事去了。一会儿后,枷伐尼的一名助手来到桌旁,他轻轻地用他的外科手术刀的刀尖触及到青蛙内部的交感神经时,突然看到青蛙的肌肉发生强烈的收缩,陷入了僵硬性的痉挛中。这是什么原因引起的呢?他立即将这一奇怪的现象报告了伽伐尼。伽伐尼连忙跑过来看,百思不得其解。是那台电机在作怪吗?可青蛙腿是完全与电机隔开的,而且两者的距离还不是很短。这真是使人捉摸不透。

奇怪的现象不断发生:当伽伐尼把钩着蛙腿的铜挂钩挂在铁架上时,蛙腿也颤动起来;当把两块不同的金属一端相碰,而另一端跟蛙体接触时,蛙腿也抽搐……这一切,都跟他把电流施加在蛙腿上所产生的现象相同。

伽伐尼对此做了多年的研究,他把发生这种现象的原因归结为肌肉收缩而产生了生物电,并写出了《电对肌肉运动的作用》的论文。

不久,伽伐尼把论文寄给了本国帕维亚大学物理教授伏打,征求他对论文的意见。伏打对伽伐尼的这一发现很感兴趣,并完全赞同伽伐尼的观点。他对这一现象作了解释:这是对存在于肌肉和神经中的电流的一种干扰,两种金属的作用乃是将电路接通了。

可是,当伏打进一步做了许多实验后,便改变了自己的想法。有一次,他将一片锡箔放在自己的舌头上,并让它和一枚铜币相连接,舌头上立刻有电麻的感觉。接着,他又取来两种不同的金属,并把它们连接起来,同时又与自己的眼睛接触,眼前立即产生了一种闪光的感觉,犹如发生了一次大爆炸。

这些实验都没有用到青蛙腿,电是从哪里来的呢?这位物理学家立即想到了金属,是不是两种不同的金属接触时产生了电呢?

为了证实这一想法,伏打准备了一块干干净净的锌板和一块铜板,把其中的一块跟金箔静电计的内杆相连,另一块跟外壳接触。当把两块金属板重合一下,再立即把静电计外壳接触的那块拿开,静电计的指针偏转了。

啊!伽伐尼所发现的现象不是生物电,而是一种物理电现象。即使没有青蛙腿,只要让两种金属接触,也能产生电效应。在伽伐尼的试验中,青蛙腿只不过是两种不同金属接触时所产生的电流的灵敏检测器。

奥秘揭开了,伏打又忙着用各种不同的金属配对进行实验,发现它们都能产生电流。他在选取锌、铁、锡、铅、铜、银、铂、金这些金属中的任意两种配对时,还发现总是在上述次序中位于前面的金属带负电,位于后面的金属带正电;并且在金属接触时,如果有潮湿物质存在的话,产生的电更大。

把许多金属放在一起会不会产生更大的电流呢?伏打决定试一试。他把一块锌片和一块铜片叠合起来,再把在盐水中浸泡过的湿布放在上面,然后把许多这样的金属片重合在一起,形成一端是锌片,另一端是铜片的电堆。当伏打用手触摸这个电堆两端的金属片时,突然受到强烈的“电震”,把他吓了一跳。

这样的电堆电力很小,伏打对此并不满足。他又不厌其烦地继续做着各种实验,寻找能够产生更大电力的金属组合方法。1799年,他试着把一组组铜片和锌片成对浸泡在一个盛满酸溶液的小容器里,再用导线按锌-铜-锌-铜……的次序把它们连接起来,结果产生了相当大的电流。世界上第一个原电池就这样被发明了。

伏打电池的发明引起了电学的一场革命。在此之前,人们只有通过摩擦起电,才能得到一些静电。这种静电数量少,持续时间短,没有多少实用价值。伏打电池所产生的电,不但数量大,而且持续时间长,因此,它不但有很大的实用价值,而且拓宽了电学的研究领域。从此,人们从“静电”的研究引入到“动电”的研究。

由于伏打的这一功绩,法国皇帝拿破仑于1801年9月26日,特地将他召到巴黎,授予他金质奖章,并封他为伯爵。英国皇家学会颁发给伏打最高的荣誉——科普利奖章。